固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化全面提速
編輯：轉(zhuǎn)自：中國(guó)汽車報(bào)
發(fā)布時(shí)間：2024-09-20
近日，在2024世界動(dòng)力電池大會(huì)上，多家企業(yè)紛紛攜固態(tài)電池產(chǎn)品亮相。在同期舉行的宜賓市固態(tài)電池創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園啟動(dòng)儀式暨歐陽明高院士工作站成果發(fā)布會(huì)上，四川新能源汽車創(chuàng)新中心有限公司總經(jīng)理助理、固態(tài)電池與新材料中心主任朱高龍表示，歐陽明高院士工作站預(yù)計(jì)2027年全固態(tài)電池產(chǎn)品下線，2030年固態(tài)電池全面放量投產(chǎn)，產(chǎn)值將超1000億元。
這是我國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化全面提速的一個(gè)縮影。今年以來，新能源汽車行業(yè)不斷傳來（半）固態(tài)電池的消息，眾多企業(yè)宣布了相關(guān)技術(shù)、合作和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展。隨著技術(shù)不斷成熟和成本逐步降低，固態(tài)電池有望投入應(yīng)用環(huán)節(jié)，推動(dòng)新能源汽車行業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新發(fā)展階段。
中信證券的研報(bào)稱，2024年以來，我國(guó)出現(xiàn)半固態(tài)電池量產(chǎn)車型上市、半固態(tài)電池裝車滲透率達(dá)1％等邊際變化，產(chǎn)業(yè)化信號(hào)已至。消費(fèi)者對(duì)于長(zhǎng)續(xù)駛里程車型形成10萬～15萬元的溢價(jià)預(yù)期，將有助于固態(tài)電池滲透。據(jù)測(cè)算，2030年，全球固態(tài)電池出貨量或?qū)⑦_(dá)到643GWh，2024～2030年復(fù)合年均增長(zhǎng)率將達(dá)133％。我國(guó)半固態(tài)及全固態(tài)電池發(fā)展具備技術(shù)路線低風(fēng)險(xiǎn)、“小步快跑”節(jié)奏好、產(chǎn)業(yè)化條件充沛等優(yōu)勢(shì)，有望在新能源汽車推廣的“下半場(chǎng)”迎來新一波市場(chǎng)高潮。寧德時(shí)代在2023年4月發(fā)布凝聚態(tài)電池。據(jù)了解，這是一種介于液態(tài)和全固態(tài)之間的電池技術(shù)，單體能量密度高達(dá)500Wh/kg，能夠?qū)崿F(xiàn)高比能與高安全兼得，并可快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。今年4月，寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱在一次技術(shù)研討會(huì)上稱，如果用技術(shù)和制造成熟度作為評(píng)價(jià)體系（以1～9打分），寧德時(shí)代的全固態(tài)電池研發(fā)目前處于4分的水平，目標(biāo)是到2027年達(dá)到7～8分的水平，屆時(shí)將可以小批量生產(chǎn)全固態(tài)電池。
目前，全固態(tài)電池的技術(shù)路線主要包括聚合物、氧化物、硫化物3大類。其中，硫化物也是寧德時(shí)代目前投入研發(fā)較多的技術(shù)路線。億緯鋰能的半固態(tài)電池為固液混合半固態(tài)體系，目前已完成部分產(chǎn)品開發(fā)?；?0Ah軟包電池的半固態(tài)電池，可實(shí)現(xiàn)330Wh/Kg的能量密度，循環(huán)壽命超過2000次。億緯鋰能的全固態(tài)電池研發(fā)，采用硫化物和鹵化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線，計(jì)劃實(shí)施兩步走戰(zhàn)略：預(yù)計(jì)在2026年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的突破，推出高功率、高環(huán)境耐受性及絕對(duì)安全的全固態(tài)電池，主要用于混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域；2028年，進(jìn)一步推出具有400Wh/kg高比能量的全固態(tài)電池。8月26日，欣旺達(dá)在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司第1代半固態(tài)電池已完成開發(fā)，第2代半固態(tài)電池電芯樣品開始中試試驗(yàn)，第3代聚合物復(fù)合全固態(tài)電池通過實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，預(yù)計(jì)2025年完成產(chǎn)品開發(fā)。此外，欣旺達(dá)還在研發(fā)使用鋰金屬負(fù)極的第4代全固態(tài)電池，目標(biāo)是將能量密度提升至700Wh/kg。另?yè)?jù)獲悉，欣旺達(dá)第2代全固態(tài)實(shí)驗(yàn)室樣品已達(dá)到500Wh/kg的能量密度目標(biāo)。今年7月，欣旺達(dá)與松山湖材料實(shí)驗(yàn)室簽訂合作協(xié)議，共同建設(shè)固態(tài)電池公共研發(fā)平臺(tái)。根據(jù)計(jì)劃，欣旺達(dá)要在2026年具備全固態(tài)電池的量產(chǎn)能力，屆時(shí)產(chǎn)線設(shè)計(jì)建設(shè)將同步加速推進(jìn)，預(yù)計(jì)產(chǎn)能將達(dá)到1GWh，電芯容量可提升至60Ah，成本控制在2元／Wh以下。有媒體報(bào)道稱，比亞迪旗下弗迪電池或選用高鎳三元（單晶）＋硅基負(fù)極（低膨脹）＋硫化物電解質(zhì)（復(fù)合鹵化物）的固態(tài)電池技術(shù)路線。電池電芯容量可達(dá)60Ah以上，質(zhì)量比能量密度400Wh/kg，體積比能量密度800Wh/L。弗迪電池有可能在2027年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)，并將首先配裝比亞迪高端車型。
今年5月，國(guó)軒高科發(fā)布全固態(tài)“金石”電池。國(guó)軒高科方面表示，公司通過微納化固體電解質(zhì)、超薄膜包覆單晶正極和三維介孔硅負(fù)極，實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池材料端的技術(shù)突破。目前，其30Ah全固態(tài)電芯可實(shí)現(xiàn)350Wh/kg的質(zhì)量能量密度，800Wh/L的體積能量密度，性能比主流的三元鋰電池高40％，電芯體系循環(huán)次數(shù)可達(dá)3000次以上。基于金石電池設(shè)計(jì)的PACK，擁有80％的質(zhì)量成組率，280Wh/kg的系統(tǒng)能量密度，單次充電可續(xù)駛1000公里。
據(jù)悉，國(guó)軒高科全固態(tài)電池研發(fā)選擇的是硫化物電解質(zhì)路線，計(jì)劃于2027年進(jìn)行小批量上車試驗(yàn)，待產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步完善后，預(yù)計(jì)在2030年量產(chǎn)。2022年，孚能科技第1代軟包半固態(tài)電池裝車；第2代半固態(tài)電池已處于送樣階段，預(yù)計(jì)2025年投產(chǎn)。目前，孚能科技的半固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)了超過5000次的循環(huán)壽命，總行駛里程超過160萬公里。去年，孚能科技第1代半固態(tài)電池成功配裝嵐圖追光。該公司計(jì)劃加深與東風(fēng)汽車等客戶的合作，并擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。此外，孚能科技還在今年3月與一汽解放簽署合作框架協(xié)議，其半固態(tài)電池將首次應(yīng)用于一汽解放商用車上。贛鋒鋰業(yè)表示，旗下子公司贛鋒鋰電生產(chǎn)的半固態(tài)電池已于2022年配裝東風(fēng)E70，在多地投入示范運(yùn)營(yíng)。2023年5月，贛鋒鋰業(yè)披露，公司第一代（半）固態(tài)電池已開始量產(chǎn)，第二代（半）固態(tài)電池安全性能完全達(dá)到車規(guī)級(jí)要求，研發(fā)樣品電池的循環(huán)性能達(dá)到車企要求。
據(jù)悉，贛鋒鋰電固態(tài)電池研發(fā)主攻氧化物、硫化物技術(shù)路線，并已實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)的氧化物固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)能力，被部分日韓電池廠商購(gòu)入。8月28日，中創(chuàng)新航推出“無界”全固態(tài)電池，其能量密度達(dá)430Wh/kg，容量超過50Ah，同時(shí)在電池運(yùn)行壓力、壽命、功率方面均取得重要突破?！盁o界”全固態(tài)電池計(jì)劃于2027年小批量裝車，2028年量產(chǎn)。中創(chuàng)新航全固態(tài)電池研發(fā)采用多種材料復(fù)合的電解質(zhì)技術(shù)路線。根據(jù)中創(chuàng)新航的規(guī)劃，能量密度在400Wh/kg以上的動(dòng)力電池將采用全固態(tài)技術(shù)，而低于此數(shù)值的仍將采用傳統(tǒng)的液態(tài)電池或固液混合電池技術(shù)。7月4日，蜂巢能源發(fā)布能量密度266Wh/kg的三元半固態(tài)電池產(chǎn)品。這款電池容量為150Ah，能量密度為266Wh/kg，具備2.2C快速充電能力和1800次的循環(huán)壽命。與液態(tài)高鎳電池相比，其在熱失控情況下的耐熱時(shí)間增加1倍，失控后的最高溫度降低200℃。在固態(tài)電池領(lǐng)域，蜂巢能源開發(fā)了多元素?fù)诫s材料包覆改性、干法自支撐膜電極等技術(shù)，成功試制全固態(tài)電芯，2022年推出國(guó)內(nèi)首款20Ah級(jí)硫系全固態(tài)原型電芯。8月28日，鵬輝能源發(fā)布第1代固態(tài)電池，技術(shù)路線為氧化物復(fù)合電解質(zhì)。鵬輝能源介紹稱，公司自研的高離子電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性、低成本氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了固態(tài)電池在工藝和材料的雙向突破，解決了氧化物固態(tài)電解質(zhì)的工藝技術(shù)難題。鵬輝能源第1代固態(tài)電池能量密度為280Wh/kg，2025年能量密度將達(dá)300Wh/kg以上。公司預(yù)計(jì)2025年啟動(dòng)產(chǎn)品中試研發(fā)并小規(guī)模生產(chǎn)，2026年正式建立產(chǎn)線并批量生產(chǎn)。近年來，清陶能源與上汽、北汽、廣汽等多家主流車企建立合作關(guān)系。其中，清陶能源與上汽的合作格外深入，上汽陸續(xù)通過基金方式參與投資，并成為第一大投資人。2023年8月，清陶能源與上汽集團(tuán)成立合資公司。清陶能源采用分階段策略推進(jìn)固態(tài)電池技術(shù)，第1代產(chǎn)品采用氧化物加聚合物，第2代產(chǎn)品則整合了氧化物、鹵化物和聚合物。為了達(dá)成2025年生產(chǎn)線貫通、2026年電池量產(chǎn)、2027年裝車量產(chǎn)上市的目標(biāo)，上汽集團(tuán)與清陶能源共同組成全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體，協(xié)同攻關(guān)。近日，一汽集團(tuán)研發(fā)總院電池開發(fā)部部長(zhǎng)孫煥麗表示，團(tuán)隊(duì)已完成20Ah級(jí)核心材料電芯開發(fā)，目標(biāo)是2027年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池小批量示范運(yùn)行。目前，其固態(tài)電池硫化物電解質(zhì)電導(dǎo)率達(dá)到10mS/cm，電芯能量密度為375Wh/kg，容量22Ah，同時(shí)擁有全固態(tài)電池研制和試驗(yàn)評(píng)測(cè)平臺(tái)。
7月29日，上汽集團(tuán)宣布，首條全固態(tài)電池生產(chǎn)線建成貫通倒計(jì)時(shí)500天正式啟動(dòng)。上汽全固態(tài)電池基于聚合物-無機(jī)物復(fù)合電解質(zhì)技術(shù)路線。上汽清陶首條全固態(tài)電池產(chǎn)線已經(jīng)立項(xiàng)，計(jì)劃2025年底完工，1期產(chǎn)能規(guī)劃0.5GWh，第1階段產(chǎn)品能量密度可達(dá)400Wh/kg以上，第2階段將突破500Wh/kg。
據(jù)悉，上汽集團(tuán)將通過三步走的戰(zhàn)略來發(fā)展固態(tài)電池：第1階段，產(chǎn)品液含量10％，為目前已應(yīng)用于智己L6的光年電池（半固態(tài)），能量密度超過300Wh/kg，續(xù)駛里程超過1000公里；第2階段，產(chǎn)品液含量5％，預(yù)計(jì)明年開始規(guī)模搭載，涉及智己及其他上汽純電／混動(dòng)車型；第3階段，產(chǎn)品液含量降低到0，即全固態(tài)電池，能量密度超過400Wh/kg，計(jì)劃2026年量產(chǎn)。資料顯示，長(zhǎng)安汽車深耕半固態(tài)、固態(tài)電池的全新電解質(zhì)材料開發(fā)、關(guān)鍵工藝開發(fā)，基于整車需求，正向開發(fā)領(lǐng)先的固態(tài)電池，從2025年將開始逐步量產(chǎn)應(yīng)用，重量能量密度達(dá)到350～500Wh/kg、體積能量密度達(dá)到750～1000Wh/L，2030年實(shí)現(xiàn)全面普及應(yīng)用。
自2020年起，長(zhǎng)安深藍(lán)一直在積極推進(jìn)半固態(tài)電池的研發(fā)。目前，該項(xiàng)目已進(jìn)入工程化研發(fā)階段，新產(chǎn)品預(yù)計(jì)2025年應(yīng)用于整車。今年3月，深藍(lán)汽車首席執(zhí)行官鄧承浩表示，通過與固態(tài)電池頭部企業(yè)聯(lián)合研發(fā)，深藍(lán)汽車成功研發(fā)出全球首款無隔膜固態(tài)電池技術(shù)。在2024世界動(dòng)力電池大會(huì)上，東風(fēng)汽車展示了新一代固態(tài)電池。該固態(tài)電池系統(tǒng)搭載高比能固態(tài)電芯，系統(tǒng)能量密度高達(dá)285Wh/kg，采用CTP構(gòu)型，提升了電池包空間利用率并降低了綜合材料成本。據(jù)介紹，東風(fēng)汽車已相繼掌握電解質(zhì)、隔膜、原位固化等核心技術(shù)，形成240Wh/kg、350Wh/kg固態(tài)電池產(chǎn)品，具備高能量密度的同時(shí)兼具極高的安全特性，并于2022年1月完成50輛（半）固態(tài)電池汽車全球首發(fā)，當(dāng)前已在6省10地運(yùn)營(yíng)里程超過150萬公里。今年4月，廣汽集團(tuán)表示，目前公司初步打通了全固態(tài)電池全流程制造工藝，已取得車規(guī)級(jí)高安全大容量全固態(tài)動(dòng)力電池量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)突破，預(yù)計(jì)于2026年裝車搭載于昊鉑車型。廣汽全固態(tài)動(dòng)力電池采用了高面容量固態(tài)正極技術(shù)與第3代海綿硅負(fù)極片技術(shù)（新型納米硅復(fù)合負(fù)極），全固態(tài)正極可達(dá)到5mAh/cm2以上的高面容量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)400Wh/kg以上的能量密度。相較于目前最先進(jìn)的液態(tài)鋰離子電池，其體積能量密度和質(zhì)量能量密度提升50％以上，使整車?yán)m(xù)駛里程可超過1000公里。今年6月，北汽藍(lán)谷在投資者互動(dòng)平臺(tái)上表示，公司重視新技術(shù)的應(yīng)用，始終跟蹤固態(tài)電池前沿動(dòng)態(tài)，持續(xù)與科研院所、相關(guān)企業(yè)保持溝通交流，開展固態(tài)電池搭載驗(yàn)證試驗(yàn)，積極推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
吉利汽車首席執(zhí)行官淦家閱在近日舉行的公司年中經(jīng)營(yíng)大會(huì)上表示，吉利自研的全固態(tài)電池已達(dá)到400Wh/kg的能量密度，電芯制備已完成20Ah。
衛(wèi)藍(lán)新能源是中科院物理所清潔能源實(shí)驗(yàn)室固態(tài)電池技術(shù)的惟一產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)，擁有江蘇溧陽、浙江湖州、北京房山和山東淄博4大生產(chǎn)基地，其中湖州基地已于2022年全面投產(chǎn)并成功交付產(chǎn)品，溧陽基地也已投產(chǎn)。衛(wèi)藍(lán)新能源重點(diǎn)開發(fā)混合固液和全固態(tài)電池，提出了原位固態(tài)化的解決方案，通過注液保持良好的電解質(zhì)與電極材料的物理接觸，再通過化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)將液體電解質(zhì)部分或全部轉(zhuǎn)換為固體電解質(zhì)，解決高電壓、安全性、鋰枝晶、體積膨脹等問題。
2023年6月，衛(wèi)藍(lán)新能源向蔚來汽車正式交付半固態(tài)電池。此外，吉利汽車和小米集團(tuán)等投資了衛(wèi)藍(lán)新能源。今年4月，領(lǐng)新新能源宣布，其固態(tài)聚合物電池生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，1期產(chǎn)能為0.5GWh。領(lǐng)新新能源首席運(yùn)營(yíng)官李魁宏表示，公司采用的原位固化技術(shù)在業(yè)界首次被量產(chǎn)應(yīng)用，是目前惟一一家實(shí)現(xiàn)固態(tài)聚合物電池量產(chǎn)的企業(yè)。
據(jù)悉，高能時(shí)代是一家研發(fā)制造全固態(tài)鋰電池的創(chuàng)新型高科技企業(yè)。高能時(shí)代全固態(tài)鋰電池采取硫化物技術(shù)路線，目前已完成20Ah級(jí)全固態(tài)電芯A樣開發(fā)。
南都電源自2017年開展固態(tài)電池的研制工作，目前產(chǎn)品已通過熱箱、短路等安全項(xiàng)測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)順利完成，將于今年四季度完成項(xiàng)目驗(yàn)收。公司曾在答投資者提問中披露離子電導(dǎo)率達(dá)10<sup>-3</sup>S/cm，環(huán)境穩(wěn)定性好，固態(tài)電池的能量密度達(dá)350Wh/kg。
今年5月，東馳能源舉辦固態(tài)電池產(chǎn)品下線儀式。東馳能源專注于聚合物固態(tài)鋰電池的研發(fā)與生產(chǎn)，2023年投資1.5億元建成0.5GWh固態(tài)電池中試線，用于產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)和迭代升級(jí)。同時(shí)，東馳能源與溫州冠盛汽車零部件集團(tuán)股份有限公司成立浙江冠盛東馳合資公司，投資20億元啟動(dòng)建設(shè)年產(chǎn)4GWh半固態(tài)儲(chǔ)能電池生產(chǎn)基地。
近日，長(zhǎng)安汽車入股太藍(lán)新能源的消息見諸報(bào)端。據(jù)報(bào)道，太藍(lán)新能源重慶電池生產(chǎn)基地二期工廠施工完成，將于今年四季度投產(chǎn)。2024年4月，太藍(lán)新能源發(fā)布世界上首款單體容量達(dá)120Ah、實(shí)測(cè)能量密度高達(dá)720Wh/kg的超高能量密度全固態(tài)鋰金屬電池。近日，合源鋰創(chuàng)公布完成億元級(jí)Pre-A輪融資。2023年，合源鋰創(chuàng)推出具有高安全、高能量密度特征的第1代350Wh/kg固態(tài)電池產(chǎn)品，并通過國(guó)標(biāo)檢測(cè)和電池針刺試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，合源鋰創(chuàng)進(jìn)一步發(fā)力，推進(jìn)能量密度600Wh/Kg的固態(tài)電池研發(fā)進(jìn)程。
8月23日，恩力動(dòng)力宣布，與美國(guó)一家知名商用車制造企業(yè)簽署定點(diǎn)信，計(jì)劃于2025年年底開始供應(yīng)固態(tài)電池，助力其在商業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域加速電動(dòng)化進(jìn)程。據(jù)介紹，恩力動(dòng)力2019年建成第1條固態(tài)電池試驗(yàn)線和材料線，2021年成功研發(fā)出能量密度高達(dá)520Wh/kg的鋰金屬固態(tài)電池，2023年面向小動(dòng)力市場(chǎng)，推出多款能量密度達(dá)到300～350Wh/kg的半固態(tài)電芯產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。恩力動(dòng)力利用小動(dòng)力產(chǎn)品量產(chǎn)優(yōu)勢(shì)所開發(fā)出的車規(guī)級(jí)半固態(tài)電池，已通過國(guó)際車企的測(cè)試、驗(yàn)證。吉利子公司耀寧新能源在南潯建立的固態(tài)研究院，實(shí)現(xiàn)了從固態(tài)電解質(zhì)燒結(jié)到全固態(tài)電池小試的完整研發(fā)流程，專注于氧化物和硫化物兩大主流技術(shù)路線的深入研究。2023年，耀寧新能源發(fā)布S＋研發(fā)戰(zhàn)略，聚焦于固態(tài)電解質(zhì)制備、原位凝膠技術(shù)以及固態(tài)電解質(zhì)材料創(chuàng)新3大核心領(lǐng)域，致力于構(gòu)建完善的固態(tài)電池技術(shù)體系。
屹鋰科技正全力加速推動(dòng)全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，其硫化物固態(tài)電解質(zhì)已為寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、歐陽明高院士工作站、上海泰坦及頭部整車廠等多家重要客戶供貨。未來5年內(nèi)，公司規(guī)劃建設(shè)全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)基地，預(yù)計(jì)總投資67億元，建成達(dá)產(chǎn)時(shí)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能26GWh；計(jì)劃于2026年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)裝車，并于2027年在乘用車領(lǐng)域形成規(guī)?；瘧?yīng)用。注：企業(yè)梳理或有疏漏，以自身實(shí)際發(fā)展情況為準(zhǔn)，排列不分先后，信息來自公開資料
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